[发明专利]星载频差提取对频差快速变化的补偿方法

说明书

本发明公开了一种星载频差提取对频差快速变化的补偿方法，具体实施步骤如下：首先主副星接收机对辐射源信号进行中频采样处理，主星得到目标的粗定位结果，再根据主副星的位置、速度与加速度信息，计算目标辐射源与主副星的相对加速度，得到频差快速变化的补偿因子，将其代入修正后的互模糊函数等式中，最后对互模糊函数的模进行峰值搜索，得到频差的估计值，修正后的算法可有效的解决频差随时间积累估计精度下降的情况。

技术领域

本发明属于信号参数估计技术，具体涉及一种星载频差提取对频差快速变化的补偿方法。

背景技术

时频差定位系统通过测量同一辐射源到达主副站的到达时间差(TDOA)和到达频率差(FDOA)对目标进行定位。在时频差定位系统中，频差的测量精度将直接影响定位的效果，频差的测量精度越高，定位效果越好。由于在星载定位体制中，卫星平台的运动速度极快，辐射源信号到达主副星的多普勒频差随时间会发生明显变化，通常将这种场景下的频差估计叫做时变频差估计。

目前频差测量方法主要采用互模糊函数法，现有的互模糊函数联合估计法对频差固定的场景具有较好的效果，但在星载侦察中，由于卫星相对目标的运动是一个时变的过程，信号到达主副星的频差也是时变的，其变化的快慢程度与目标相对卫星的加速度有关。信号的频差估计精度与时间成正比，积累时间越长，频差估计精度越高，要得到高精度的频差估计值需要进行长时间的积累，在时变频差的估计场景中，现有的互模糊函数估计法具有一定的局限性，长时间的相干积累频差相关峰会发生展宽，甚至分裂的现象，并且峰值的幅度会降低，从而带来相关积累损耗，导致频差参数估计精度下降，甚至得到错误的频差估计值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种星载频差提取对频差快速变化的补偿方法，针对星载频差估计问题，研究适应实际星载平台的时变频差估计方法，解决长时间积累过后频差估计精度下降的问题，满足全球电子侦察、海事监测等应用领域的需要。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种星载频差提取对频差快速变化的补偿方法，步骤如下：

步骤1、主副星分别对信号进行中频采集，主星采集的中频数据为s₁(t)，副星采集的中频数据为s₂(t)；

步骤2、主星对目标进行测向定位，位置估计值为

步骤3、计算s₁(t)和s₂(t)的互模糊函数CAF(τ,υ)；

步骤4、对互模糊函数的模值|CAF(τ,υ)|进行峰值搜索，得到频差估计值υ_d。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：(1)传统的方法在经过长时间的积累后，频差相关峰会发生展宽或分裂，将得到误差较大的频差估计结果，本发明方法可以有效地解决长时间积累后频差峰展宽以及分裂问题，能实现对时变频差的高精度估计。

(2)简单易于星上实现，具有良好的工程应用前景。

附图说明

图1为本发明星载频差提取对频差快速变化补偿方法的流程图。

图2为本发明实施例中的时变频差估计结果的对比图，其中图(a)为积累时间为300ms时的频差峰值对比图；其中图(b)为积累时间为400ms时的频差峰值对比图；其中图(c)为积累时间为500ms时的频差峰值对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

本发明提出了一种星载频差提取对频差快速变化的补偿方法，具体流程如图1所示，包括以下步骤：

步骤1、主副星分别对信号进行中频采集，主星采集的中频数据为s₁(t)，副星采集的中频数据为s₂(t)；